宇宙実験を利用した機械的ストレス応答マイクロRNAの同定と老化バイオマーカー開発
| Project/Area Number |
21K19556
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
佐藤 信吾 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 講師 (40462220)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 整形外科 / メカニカルストレス / 分泌型マイクロRNA / 宇宙実験 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、臓器間情報伝達因子としてのmiRNAに着目し、宇宙微小重力環境飼育マウスや過重力環境飼育マウスなどの血中miRNAの網羅的発現解析を通して、重力やメカニカルストレスの変化に伴って血液中での発現が変動するメカニカルストレス応答miRNAの同定を目指す。さらに、重力やメカニカルストレスの減少が個体の機能低下（老化）を加速させることから、同定したmiRNAが生体臓器の機能低下を誘導するメカニズムならびに老化のバイオマーカーとなる可能性を明らかにする。なお、研究代表者は、宇宙航空研究開発機構（JAXA）との共同研究を展開しており、2021年度中の「きぼう」へのマウス打ち上げが決定している。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) メカニカルストレス・重力の減少により発現が変動する血中分泌型マイクロRNA（以下miRNA）の同定：尾部懸垂や後肢の長期固定（不動化）により後肢へのメカニカルストレスを減少させたマウスの血中miRNA網羅的発現解析を実施し、メカニカルストレスの減少により発現が変動する血中分泌型miRNAを同定した。さらに、宇宙航空研究開発機構（JAXA）と共同で、宇宙ステーション「きぼう」内の飼育装置で飼育されたマウスの血中miRNA網羅的発現解析も実施し、重力の減少により発現が変動する血中分泌型miRNAの同定に成功した。
2) メカニカルストレス・重力の増加により発現が変動する血中分泌型miRNAの同定：JAXAの人工過重力環境飼育装置で飼育されたマウスの血中miRNA網羅的発現解析を実施し、メカニカルストレスの増加により発現が変動する血中分泌型miRNAを同定した。
3) 同定したメカニカルストレス応答miRNAが老化を誘導するメカニズムの解明：100週齢の老齢マウスの血中miRNA網羅的発現解析を実施し、個体の老化によって血液中の発現が増減する多数の分泌型miRNAを同定した。続いて、上記の1)および2)で得られたメカニカルストレス減少環境もしくは過重力環境で飼育されたマウスの血中miRNA発現プロファイルと比較することで、個体の老化に関連しうる計5種類のメカニカルストレス応答miRNAの同定に成功した。さらに、webでアクセス可能なデータベース等を利用して、これらのmiRNAの分泌臓器や生理作用を検討するとともに、これらのmiRNAが筋骨格系細胞（骨芽細胞、破骨細胞、筋芽細胞）の増殖・分化に与える影響を明らかにした。
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Report
(3 results)
Research Products
(27 results)
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[Journal Article] L-type amino acid transporter 1 in hypothalamic neurons in mice maintains energy and bone homeostasis.2023
Author(s)
Park G, Fukasawa K, Horie T, Masuo Y, Inaba Y, Tatsuno T, Yamada T, Tokumura K, Iwahashi S, Iezaki T, Kaneda K, Kato Y, Ishigaki Y, Mieda M, Tanaka T, Ogawa K, Ochi H, Sato S, Shi YB, Inoue H, Lee H, Hinoi E.
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Journal Title
JCI Insight
Volume: 8
Issue: 7
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Foxf2 represses bone formation via Wnt2b/β-catenin signaling2022
Author(s)
Tanaka Tomoyuki、Takahashi Akira、Kobayashi Yutaka、Saito Masanori、Xiaolong Sun、Jingquan Chen、Ito Yoshiaki、Kato Tsuyoshi、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Yoshii Toshitaka、Okawa Atsushi、Carlsson Peter、Inose Hiroyuki
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Journal Title
Experimental & Molecular Medicine
Volume: 54
Issue: 6
Pages: 753-764
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mechanical load regulates bone growth via periosteal Osteocrin2021
Author(s)
Watanabe-Takano H., Ochi H., Chiba A., Matsuo A., Kanai Y., Fukuhara S., Ito N., Sako K., Miyazaki T., Tainaka K., Harada I., Sato S., Sawada Y., Minamino N., Takeda S., Ueda H.R., Yasoda A., Mochizuki N.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 36
Issue: 2
Pages: 109380-109380
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A novel PAI-1 inhibitor prevents ageing-related muscle fiber atrophy.2021
Author(s)
Aihemaiti A, Yamamoto N, Piao J, Oyaizu T, Ochi H, Sato S, Okawa A, Miyata T, Tsuji K, Ezura Y, Asou Y.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun.
Volume: 534
Pages: 849-856
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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